基于热红外遥感的农田蒸散估算方法研究综述

农田蒸散是农田土壤蒸发和作物蒸腾的总称,基于热红外遥感的农田蒸散估算方法研究是农业遥感领域重要前沿课题之一。经过30多年的发展,基于热红外遥感的遥感蒸散算法逐渐成熟并广泛应用于农业、气象以及水文等多个领域。简要回顾基于热红外遥感地表温度与空气温度温差的经验方法、地表能量平衡的单层和双层模型、基于热红外遥感数据源的彭曼公式以及遥感参数化的Priestley-Taylor模型等多种遥感蒸散模型的基本原理、核心算法以及存在问题等研究。针对这些方法的优缺点,指出了基于热红外遥感的农田蒸散估算方法在农业遥感中尚需解决的关键问题,并提出可能的解决途径。     

黑河试验中机载红外广角双模式成像仪的设计及实现

多角度航空遥感飞行试验是黑河试验的重要组成部分,在介绍了机载红外广角双模式成像仪(Wide-angle Infrared Dual-mode line/area Array Scanner,WiDAS)的研制背景、硬件构架和多角度成像原理之后,结合其数据特点,详细描述了WiDAS数据处理流程并设计了WiDAS系统的红外产品体系。最后,用地面同步测量数据对定标后的WiDAS辐射亮温进行了验证,并从飞行数据中提取了黑河试验区6种典型地物的辐射亮温随观测角度的变化情况。     

CPF变化对Landsat TM/ETM+辐射校正结果的影响

随着时间的推移,卫星传感器的老化会使得原有的辐射定标参数文件(CPF)失效。最典型的当属Landsat-5卫星,该卫星自1984年发射以来,已经进行了多次CPF修正;而Landsat-7卫星的CPF也经过了数次修改,以保证辐射校正结果的准确性。以Landsat TM/ETM+遥感影像为例,分别以2003、2009年的CPF对它们进行辐射校正,并对结果进行对比。结果表明,除ETM+的绿光波段外,TM、ETM+影像基于2009年CPF计算的各波段均值都要小于2003年。而这一变化也使得由此计算的指数产生差异：归一化植被指数(NDVI)间的差异可达0.48%,建筑用地指数(IBI)间的差异可达5.94%。     

地震活动性热红外异常提取方法研究

热红外遥感以其大视野、高精度和短周期等诸多优势以及对某些强震红外异常的良好反映,成为监测断裂活动性及地震短临前兆的很有前途的观测技术。热红外异常与地震关系的研究也受到国内外地震学者的广泛关注。但由于地表热红外辐射受云层、地形地貌、地物类型和气象等诸多非震因素的影响,因此,如何从复杂的红外遥感数据中提取出与地震活动有关的热异常一直是这项研究中的瓶颈问题。在对若干震例和地震活动区的热红外影像进行长期分析研究的基础上,对这一问题进行了探讨,同时提出了一些实用化的异常识别与提取方法,并对其可行性进行了分析。认为地震红外异常是地表亮温的相对变化,判别地震异常时,至少需利用两年以上的卫星资料,从不同的时空尺度上加以综合对比分析,仅靠震前震后一定时段的卫星资料不足以排除所有非震因素的影响。     

ASTER热红外遥感地表岩石的二氧化硅含量定量反演

岩石的热红外发射率光谱特征与其SiO_2含量具有很强的对应关系,本文选择USGS、JPL和JHU光谱库中的52个火成岩光谱样本为数据源,分析了这些样本的SiO_2含量与热红外发射率光谱的基本关系,建立起SiO_2含量与发射率光谱两个多元线性回归分析模型,在此基础上,以内蒙古东乌珠穆沁北部地区为研究区域,对该区域内SiO_2含量进行定量反演,反演结果与地质图和实地考察相符.反演结果可以对区内酸性岩、中性岩、基性岩进行圈定.     

利用卫星热红外遥感探测南海天然气水合物

天然气水合物被誉为21世纪“化石燃料”的清洁替代能源,其意义十分重大。本文首次将卫星热红外遥感应于南海天然气水合物的勘查中,实践证明效果较好。作者分析了卫星热红外增温异常的机制,探讨了卫星热红外增温异常与海底天然气水合物的关系,指出了南海西沙海槽区、东沙群岛岛坡区、笔架南盆地、北吕宋海槽区、南沙海槽一带等是天气气水合物可能的赋存地带。     

中国近海海域卫星热红外亮温增温异常探讨

在大量风云静止气象卫星热红外观测资料的基础上,对比总结了中国近海海域卫星热红外亮温增温异常的特征,分析了热红外亮温异常与海底常规油气及天然气水合物藏之间的关系,探讨了中国近海海域卫星热红外增温异常的机制,指出了中国近海海域天然气水合物的可能赋存区。根据地球排气理论及卫星热红外亮温增温异常与海底烃类聚集体、油气盆地或潜在天然气水合物藏、断裂构造、地震活动等之间的关系,中国近海临震前卫星热红外增温异常的原因可能与临震前地球排气作用导致的油气渗漏和（或）海底天然气水合物分解后扩散有关。中国近海海域的西沙海槽、东沙群岛岛坡、笔架南盆地、北吕宋海槽、南沙海槽、冲绳海槽中南部至西南部等是天然气水合物的可能赋存区。     

利用热红外遥感提取层状硅酸盐蚀变矿物信息研究——以甘肃北山地区为例

矿物亚类的光谱曲线特征具有较大相似性,对层状硅酸盐矿物使用传统的可见光-近红外遥感中的区分提取难度较大.笔者以甘肃北山柳园工作区为例,利用发射率光谱特征,进行了层状硅酸盐蚀变矿物提取实验.通过与ASU光谱库标准光谱曲线进行对比,分析了来自于图像端元的光谱曲线特征,区分出了层状硅酸盐矿物如蛇纹石、绿泥石等.野外实地验证结果表明,该方法在信息提取方面精确度较高,遥感应用效果更加定量化、精确化,对于遥感地质填图工作具有很大的意义.     

Key Methods and Experiment Verification for the Validation of Quantitative Remote Sensing Products

The validation is an important guarantee of quality, reliability and applicability of Remote Sensing Products (RSPs), and is also the foundation to improve the RSPs accuracy, extend the application domain and strength the application ability. This paper introduced the progresses and lessons learned from a project titled by ‘key technology of remote sensing products validation and its experimental evaluation’ supported by Ministry of Science and Technology of China. The progresses included: ①Formulating a series of national standards composed of general methods for the validation of terrestrial quantative RSPs, field-site selection and instrumentation for land surface RSPs, and other 24 individual standards of remote sensing variables; ②Building integral technique process system of RSPs validation; ③Developing some key methods from optimized spatial sampling, upscaling to validation strategy; ④Obtaining the multi-scale satellite-airborne-ground synchronized observation and evaluating systematically the validation standard and techniques; ⑤Setting up national validation network for RSPs, exploring multi-mode allied observation experiment and forming the prototype and operation mechanism for the validation network.     

Active Fire Detection for Fire Emergency Management: Potential and Limitations for the Operational Use of Remote Sensing

The use of the mid-infrared and thermal bands of sensors on board airborne platforms and satellites permits the detection of active fires on the Earths surface. This application has been available to the fire-fighting community for many years. However, limitations in the fire detection capabilities of the sensors and/or the lack of adequate re-visit frequency have prevented the use of these systems for operational forest fire-fighting. In addition to mobile systems, remote sensors positioned on fixed fire-watch towers have also been used for active fire detection. These instruments are often positioned in strategic look-out places to provide continuous monitoring of the surrounding areas. They locate fires through the detection of either hot spots (areas of increased temperature in comparison to the background) or smoke plumes produced by the fires. This article evaluates the use of existing remote sensing systems for active fire detection, with emphasis on the applicability of these systems for fire emergency management and fire-fighting. Long-range remote sensing devices on board satellites are considered, airborne systems are assessed, and short-range fire detection instruments on fixed ground platforms are reviewed. A short introduction to forthcoming satellite systems, which will be based on the combined use of several small satellites, is presented. The advantages and drawbacks of the different systems are evaluated from a fire management perspective.     

用于地表温度场与断裂构造关系分析的分段均值法——以江山-绍兴断裂金衢段为例

提出了一种用于地表温度场与断裂构造关系分析的分段均值法.方法以已知断裂带中心线为准,向两侧一定范围作等间距划分,统计各等分带内的平均地表温度和平均距离,通过绘制平均地表温度与平均距离之间的相关性曲线来描述地表温度场与断裂构造之间的关系.在江山-绍兴断裂金衙段的实际应用中,方法以Landsat 7 ETM+热红外遥感影像为数据源,描述了研究区地表温度场与深大断裂带之间的关系.认为地表温度场与北东走向的江山-绍兴断裂带、常山-漓渚断裂带和球川-萧山断裂带的相关性明显,区域特征稳定.在各断裂带影响范围内,距离断裂带越近,地表温度越高;北西走向的淳安-温州断裂带和东西走向的衙州一天台断裂带均处于地表温度梯度变化带,断裂带两侧可能分属不同的地表温度场.     

用于地表温度场与断裂构造关系分析的分段均值法——以江山 绍兴断裂金衢段为例

提出了一种用于地表温度场与断裂构造关系分析的分段均值法。方法以已知断裂带中心线为准,向两侧一定范围作等间距划分,统计各等分带内的平均地表温度和平均距离,通过绘制平均地表温度与平均距离之间的相关性曲线来描述地表温度场与断裂构造之间的关系。在江山绍兴断裂金衢段的实际应用中,方法以Landsat 7 ETM+热红外遥感影像为数据源,描述了研究区地表温度场与深大断裂带之间的关系。认为地表温度场与北东走向的江山绍兴断裂带、常山漓渚断裂带和球川萧山断裂带的相关性明显,区域特征稳定。在各断裂带影响范围内,距离断裂带越近,地表温度越高;北西走向的淳安温州断裂带和东西走向的衢州天台断裂带均处于地表温度梯度变化带,断裂带两侧可能分属不同的地表温度场。